节能住宅设计应用技术.ppt

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1、节能住宅设计应用技术中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所苑 麒,第一部分 建筑节能设计指标与计算,一、建筑节能设计指标（一）建筑物体形系数（S）0.35（条状）或0.40（点状）（二）围护结构传热系数W/(m2K)外墙：从K2.0 Km1.5(D3.0)或1.0(D2.5)屋面:从K1.5 K1.0(D3.0)或0.8(D2.5)上述两项如D值不满足要求，须验算隔热设计要求。外窗（包括阳台门透明部分）：从K6.4 K4.7 K 4.72.5（按朝向和窗墙面积比取值）户门：从无要求 K 3.0,（三）外窗（包括阳台门）气密性16层：III级空气渗透量 q02.5m3/(mh)7层及以上：级空气渗

2、透量 q01.5m3/(mh)以上外围护结构部分（一、二、三）节能率略低于25%。（四）内围护结构传热系数W/(m2K):分户墙：从无要求 K 2.0楼板：从无要求 K2.0（楼层间楼板）K1.5（底部自然通风架空楼板）（五）采暖、空调设备能效比（节能率：略高于25%）采暖：从1.0到1.9 空调：从2.2到2.3,二、节能设计指标计算：（一）建筑物体型系数（S）与室外空气直接接触的外表面积（包括下表面直接接触室外空气的楼板面积）与建筑物体积之比值。S=F0/V0,F0=（30+12）210+(30 12)=1200m2V0=360 10=3600m3S=1200/3600=0.33,F0=（

3、15+12）210+(15 12)=720m2V0=180 10=1800m3S=720/1800=0.40,面积360（条状）H=10m,面积180（点状）,30m,15m,12m,（二）围护结构传热系数 反映围护结构传热量大小的物理量(K)。单位：W/(m2K)不是材料的导热系数（）的单位：W/(mK)通过热阻（R）和传热阻（R0）的计算求得。K=1/R0 R=/c R=R1+R2+R3=1/c1+2/c2+3/c3 R0=Re+R+Ri=0.04+R+0.11,R1 R2 R3,Re,Ri,R,R0,传热系数计算示例：试计算一外保温墙体的K值 200钢筋混凝土墙、30膨胀聚苯板外保温,R

4、=R1+R2+R3=1/c1+2/c2+3/c3=0.03/0.046+0.20/1.74+0.02/0.87=0.790(m2K/W)R0=Re+R+Ri=0.04+0.790+0.11=0.940(m2K/W)K=1/R0=1/0.940=1.06W/(m2K),Re,Ri,R,30,200,20,（三）外墙平均传热系数Km节能住宅对外墙要求的是平均传热系数Km它是包括外墙主体部位和周边热桥在内的传热系数平均值。其计算按各部位面积作加权平均。公式：KpFp+KB1FB1+KB2FB2+KB3FB3 Fp+FB1+FB2+FB3,K m=,计算单元图示,如何计算构造柱和楼板端头部分的传热系数

5、 丁字墙处构造柱KB1,R=0.02/0.87+0.24/1.74+0.02/0.76=0.187(m2K)/WR0=0.187+0.15=0.337(m2K)/WK=1/0.337=2.97 W/(m2K),R=0.02/0.87+(0.24+0.02)/1.74=0.172(m2K)/WR0=0.172+0.15=0.322(m2K)/WKB3=1/0.322=3.11W/(m2K),楼板端头KB3,（四）热惰性指标D反映围护结构热稳定性的一个参数。D=RS=R1S1+R2S2+R3S3（对外墙仅计算主墙体部位，不包括热桥部分）在节能设计标准中，控制在D值有两个作用：使外墙和屋面的夏季隔热

6、性能不低于热工规范要求。提高房间在采暖和空调时室内温度的稳定性。因此，如D值小于规定，可验算隔热设计要求内表面最高温度不大于夏季室外计算温度最高值（36.1）验算条件：1.0Km1.5 2.5D3.0 Km1.0 D2.5,外墙,0.8K1.0 2.5D3.0 K0.8 D2.5例：计算上例外保温墙体的D值D=D1+D2+D3=R1S1+R2S2+R3S3D1=0.03/0.0460.40=0.0520.40=0.261D2=0.20/1.7417.20=0.11517.20=1.978D3=0.02/0.8710.75=0.02310.75=0.247D=0.261+1.978+0.247=

7、2.486,屋面,（五）窗墙面积比 窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值 窗墙面积比是确定外窗K值的依据 设计中，可以按朝向取其平均值,2100,1500,3600,2800,X=（1.52.1）/（2.83.6）=0.31（要求K3.2）,窗户,第二部分 围护结构节能应用技术 围护结构节能技术就是减少通过围护结构耗能的措施，包括提高围护结构的保温、隔热和气密性，以满足节能设计标准要求。一、外墙节能技术 外保温、内保温、自保温。在可能条件下，宜采用外保温（第4.1.4条）（一）外保温1、优越性：保温隔热性能优越；能基本上消除热桥；保护主体结构；不占用室内使用面积；便于既有建筑的节能改造,墙体温

8、度比较,外墙外保温系统起源于上世纪四十年代的瑞典和德国，至今已有60多年的历史。经过多年的实际应用和在全球不同气候条件下长时间的考验，证明采用该类保温系统的建筑，无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度，是一项值得在全球范围内推广应用的节能新技术。如今，外墙外保温建筑已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。,20世纪60年代，美国从欧洲引入此项技术，并根据本国的具体气候条件和建筑体系特点进行了改进和发展。同样在70年代初的能源危机期间，由于建筑节能的要求，外墙外保温及装饰系统在美国的应用不断增加，至九十年代末，其平均年增长率达到了2025%。至今此项技术在美国的应用也达四十多

9、年之久，最高建筑达44层，并在美国南部的炎热地区和寒冷的北部地区均有广泛的应用，效果显著。,主流外墙外保温产品,三大系统：1）膨胀聚苯板（EPS)薄抹灰外墙外保温系统；2）胶粉聚苯颗粒(EPG)保温浆料系统；3）挤塑聚苯板(XPS)保温系统；三小系统：1）砂加气保温块外墙保温系统；2）聚氨脂硬泡(PUR)外墙保温系统；3）半硬质憎水型矿棉板外墙保温系统；共性：由粘贴层、保温层、防护层和饰面层组成,不同应用系统的构造与组成：,续上表：,外墙外保温系统,50mm;抗拉0.3KN,注意问题,保温板的质量和固定问题：EPS板容重18kg/m3，最佳32kg/m3高密度膨胀聚苯板。15 kg/m3甚至低

10、于12kg/m3保温性能和强度均达不到要求。固定有粘结、栓钉、钢丝网、板鱼尾槽与砼挂接等，要达到板与墙基面最大固定面积为佳，粘结最好。EPS板的陈化和表面粗糙程度问题：聚苯板生产过程内含水蒸气，挥发过程造成收缩，给保温墙体带来开裂现象；做到42天自然陈化或60下养护5天以上，保证板材稳定。生产方式不同，表面粗糙程度也不一样，影响界面粘结强度，应注意表面切割、打磨等处理。,胶粘剂质量问题：国内干粉销售商进行简易仿制生产，醋酸乙烯-乙烯类愈合物干粉胶在抗裂伸长性和防脱落方面不如丙稀酸系愈合物胶粘剂。降低成本降低聚合物含量和不用或少用助剂。玻纤网格布质量问题：不平整，涂塑量太少，结点受力时特别是水泥

11、沙浆产生收缩应力时，结点处经常发生位移，不能约束沙浆开裂。注意防火问题：大火从上窗口处窜出引燃上窗口EPS板，因此应在上窗口处铺设非燃烧材料（矿棉、泡沫玻璃）的隔离带。重视在高层建筑应用的抗负风压问题：应对高层建筑进行风压值计算和抗负风压验算及现场测试，采用锚栓固定为辅助的粘结固定方式。外饰面问题：,2、十大基本规定：应能适应基层的正常变形而不产生裂缝或空鼓。应能长期承受自重而不产生有害的变形。应能承受风荷载的作用而不产生破坏。应能耐受室外气候的长期反复作用而不产生破坏。在罕遇地震发生时不应从基层上脱落。防火性能应符合国家有关法规规定，高层建筑外墙外保温工程应采取防火构造措施。应具有防水渗透性

12、能。各组成部分应具有物理化学稳定性，所有组成材料彼此相容并具有防腐性。,保温、隔热和防潮性能满足节能设计标准和热工规范要求。在正确使用和正常维护的条件下，外墙外保温工程的使用年限应不少于25年。3、节能规程提出的应用要求：外墙外保温系统各组成材料（包括粘结、保温、锚固、防护、饰面材料等）的技术性能应符合行标或相关标准要求。采用外墙外保温的建筑物高度应符合有关外保温系统的国家行业标准或相关标准要求。聚氨酯外墙外保温板系统适用于多层及低层建筑。不同外保温材料的应用应符合有关建筑防火规定。,外墙外保温系统的饰面宜采用弹性涂料。采用保温板粘贴工艺时，宜先采用1：3水泥沙浆对基层墙体作找平层。采用保温板

13、粘贴工艺的外墙外保温系统在下列情况之一时，应使用机械锚固件作保温层与基层墙体的辅助连接：a、中高层或高层建筑的20m高度以上部分；b、用挤塑聚苯板或矿棉板做外保温层材料；c、基层墙体的表面材料可能影响粘结性能时；d、工程设计要求采用。,现场施工照片,喷涂聚氨酯硬泡体,施工条件,结构墙体，必须经过工程验收。操作地点 环境温度和基底温度不低于 5 C，风力不大于5级，雨天不得施工。门窗口和空调机支架，雨落管等支架必须预先安装完毕。,粘贴聚苯板作法,聚苯板标准板尺寸一般为600 x1200MM，如需改变尺寸由操作人员用壁纸刀切割。用抹子等工具在待粘贴的聚苯板周边涂抹40MM宽、10MM厚的聚合物砂浆

14、；然后再在聚苯板中部抹5-6块直径为100MM，厚10MM的粘结块，粘结块应分布均匀。其总的胶灰面积应为聚苯板面积的30%-40%。立即把已涂抹好粘结砂浆的聚苯板贴到墙上，随即用2M靠尺压平，以保证其平整和粘贴牢固，板与板之间要挤严不留缝，如板间缝隙超过2MM，应用聚苯板条塞严。,在墙拐角处，应排好尺寸再裁切聚苯板，使其粘贴时垂直交错连接，并保证大角垂直方正。在粘贴窗框四周的聚苯板时，应先弹出基准线，作为控制上下垂直左右齐平的依据。大面积粘贴网格布时，应先在贴好的聚苯板上抹（刮）一层聚合物砂浆，并先把包边网格布抻紧后压入胶灰中，然后立即将网格布用抹子压入胶灰内。最后，再用胶灰将表面抹平束。包括

15、网格在内的砂浆总厚度应控制在3MM以内。,膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统性能指标,胶粘剂的性能指标,EPS薄抹灰系统试验简介,-抗冲击强度：a。将600 x1200试样水平平放地面；b。分别用质量0.5kg(1.0kg)的钢球0.61m(1.02m)的高度上松开，自由落体冲击式样表面。每级冲击10个点，点间距或与边缘距离至少100mm；c。10次中小于4次破坏则合格；,-耐冻融：a。150 x150式样放在503度的干燥箱中6小时；b。再浸入203度的水中8小时；（式样抹面沙浆面向下，浸入水面至少20mm）c。再置于-203度冷冻24小时；d。以上为一个循环，式样进行10个循环，表面有无空鼓、

16、起泡、剥离现象，用5倍放大镜观察表面有无裂缝；,-耐候性实验：试件尺寸不小于2.5mx2.0m a。热/雨周期：（高温-降雨循环热箱控制程序）1）将试样表面加热至70度（温度上升时间1小时），保持温度705度，相对湿度10%-15%2小时；2）喷水1小时，水温155度，喷水量1.0-1.5L/mmin；3）静置2小时（干燥）；4）试样需经过以上步骤80次。b。热/冷周期：（冷箱控制程序）1）在温度为505度（温度上升时间1小时）相对湿度不大于10%的条件下放置7小时；2）在温度为-205度（降温时间为2小时）的条件下放置14小时。3）执行以上步骤5个热/冷周期。c。每4个热/雨周期后，及每个热

17、/冷周期后，观察整个系统和抹面胶浆的特性或性能变化（起泡、剥离、表面细裂缝，各层材料间丧失粘接力、开裂等）。a。热/雨周期 1）,结点详图,外墙外保温层材料应用厚度膨胀聚苯板（EPS板）30mm厚 0.042 挤塑聚苯板（XPS板）25mm厚 0.028 ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料 3035mm厚 0.059 半硬质憎水型矿棉板 3035mm厚 0.048砂加气块 4060mm厚 0.11聚氨酯外墙保温板 2030mm厚 0.025（包括5mm厚硬质面板在内）,上海地区几种外墙外保温系统的供应商（一）膨胀聚苯板薄抹灰系统 1、上海永成建筑创艺有限公司 2、北京专威特化学建材有限公司 3、大连丽美

18、顺涂料树脂有限公司（上海分公司）4、德国上海迪诺瓦有限公司（STO）5、法国上海雅都（式玛卡龙）涂料有限公司（申纽丽）（二）ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料系统 北京振利高新技术公司（上海分公司）,（三）挤塑聚苯板薄抹灰系统 1、上海广顺涂料科技有限公司（福卡系统）2、欧文斯科宁（中国）投资有限公司 3、上海上福塑料制品有限公司（台湾禹昌集团）（四）砂加气系统 上海伊通有限公司（五）聚氨酯外墙外保温板系统 上海凯耳新型建材有限公司（六）半硬质矿棉板系统 上海新材料有限公司（建材集团）,保温砂浆粉刷（二）内保温 硬质建筑保温制品内贴 保温层挂装,保温砂浆内保温材料：ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料振利公司 JX

19、保温粉刷料上海久兴建材厂,内贴硬质建筑保温制品：,材料：硬质矿棉板 2040厚 水泥聚苯板 2040厚 砂加气保温块 4050厚,保温层挂装（龙骨+保温材料+硬质板）,材料：半硬质憎水型矿（岩）棉板 2040厚 矿（岩）棉毡 2040厚,（三）自保温 采用具有较小导热系数的墙体材料，在常规厚度时，Km值能满足节能指标要求，而不需另设保温层。可用于自保温的材料：蒸压加气混凝土制品，包括砂加气制品和粉煤灰加气砌块。B05级砂加气制品（砌块或墙板）=0.13，c=0.18 S=2.73。200厚：Kp=0.78 Km=1.39 D=3.28 满足要求。B06级砂加气制品：=0.15，c=0.20 S

20、=3.20。250厚：Kp=0.70 Km=1.39 D=4.25 满足要求。,屋面节能技术（一）坡屋面1、四种构造类型：瓦材钉挂型：设分格木 细石混凝土整浇层,瓦材粘铺型（无细石砼、有细石砼整浇层）,2、坡屋面保温材料与应用厚度：膨胀聚苯板（EPS板）60厚有分格木（型）高密度EPS板 50厚 挤塑聚苯板（XPS板）45厚 半硬质憎水型矿棉板 50厚 EPS板 55厚 高密度EPS板 45厚 用细石砼（）挤塑聚苯板（XPS板）35厚 硬质聚氨酯泡沫塑料板 30厚 泡沫玻璃 55厚,（二）平屋面1、构造：正置式保温保温层在防水层下面 倒置式保温保温层在防水层上面，上加保护层,2、保温材料与厚度

21、 膨胀聚苯板（EPS板）2030厚 高密度EPS板 2025厚 正置式 挤塑聚苯板（XPS板）20厚（水泥加气碎块找坡16080）聚氨酯泡沫塑料 20厚 ZL保温浆料 2040厚,挤塑聚苯板（XPS板）20厚 倒置式 聚氨酯泡沫塑料 20厚 泡沫玻璃保温板 2540厚,热力学热传导的三个要素,对流：是在门窗空隙间热冷气流的循环流动，导致气体产生对流带动热量交换，热冷空气的循环对流产生热量的流失。热传导：是由材料本身分子运动而进行的热量传递，热传导通过物体本身一个面传递到另一个相对的面。辐射传热：是能量以射线即红外线直接传递。对上述种热交换最有效的阻断和控制，才能称为最好的节能窗,窗型是节能窗的

22、第一要素 推拉窗不是节能窗（上空间下滑轮间的空隙对流交换）平开窗、固定窗是节能窗（热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材，热传导和辐射散热）玻璃是节能窗第二要素 窗的最大导热和辐射面积就是玻璃。玻璃主要散热是依靠热传导和热辐射。窗框用材是节能窗的第三要素,三、外窗节能要求采用不同窗框材料与不同的窗玻璃组合：窗框材料：PVC塑料、铝合金、断热铝合金、玻璃钢窗玻璃：热反射镀膜玻璃、中空玻璃、低辐射中空玻璃（low-e）、玻璃贴膜,外窗传热系数参照值,中空玻璃 中空玻璃是将两片以上的平板玻璃用铝制空心边框框住，用胶结或焊接密封，中间形成自由空间，并充以干燥气体或惰性气体，具有隔热、隔音、防霜、防结露等优

23、良性能，是现代不可缺少的门窗构件，也是新兴的透明墙体材料。,断热铝合金窗框,建筑遮阳系统,建筑遮阳系统技术是根据建筑日照设计原理、合理设计窗户挑檐或遮阳设施，减小建筑物的日照面积，降低夏季室内的能源消耗。按遮阳形式可分为水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。,四、户门节能做法：1、双层金属门板，中间填设1518mm厚玻璃棉板或矿棉板（毡）2、木或塑料的夹层门，空气层厚度不小于40mm，内衬钢板3、阳台门的不透明部分（门心板）采用双层中空塑料板（空气间层厚度不小于40mm）4、其它能满足K值要求的保温型户门。,五、分户墙保温1、分户墙是内围护结构，Ri+Re=0.22m2K/W2、只有两种分户

24、墙需要保温：190单排孔灌芯型小砌块墙体 钢筋混凝土墙（180、200、250厚等）3、在墙体一侧做保温砂浆粉刷 ZL聚苯颗粒保温浆料 512mm JX保温粉刷材料 816mm,六、楼板保温1、内、外表面换热阻 楼层间楼板（K2.0）Ri+Re=0.11+0.11=0.22 底部自然通风架空楼板（K 1.5）Ri+Re=0.11+0.08=0.19(e=12.0)底部不通风架空楼板（K 2.0）Ri+Re=0.11+0.17=0.28(e=6.0),2、正置法和反置法:,保温层正置法,保温层反置法,3、保温材料与厚度 挤塑聚苯板（XPS板）20厚 正置法 泡沫玻璃保温板 20、30、20厚 硬质矿棉板20、30、20厚 反置法 保温砂浆粉刷（ZL、JX）15、30、12厚,谢 谢！,中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所上海市打浦路88号26楼 苑 麒 tel：53964601 53964602 e-mail：,